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Novedoso sistema de electrodos secos en un gorro de EEG para la investigación cerebral

La electroencefalografía (EEG) multicanal es un método consolidado para investigar el funcionamiento del cerebro humano. Investigadores de la Unión Europea (UE) han desarrollado un gorro que supera las limitaciones en cuanto a adquisición de la señal en la superficie de la cabeza al eliminar la necesidad de aplicar pastas o geles.
Novedoso sistema de electrodos secos en un gorro de EEG para la investigación cerebral
Pese a los continuos avances en amplificación de la señal y procesamiento de datos, las dificultades y la posibilidad de errores en la adquisición de la señal en la superficie de la cabeza siguen constituyendo un importante impedimento que limita el uso de la EEG en la investigación básica y clínica. El proyecto financiado con fondos europeos ANDREA integró un novedoso concepto de tecnología de una red de electrodos secos en un gorro ajustable. Tal y como señala la profesora Silvia Comani, coordinadora del proyecto: «El sistema cumple los requisitos de calidad elevada de la señal con la fiabilidad, movilidad, gran comodidad para el paciente/sujeto y uso a largo plazo».

El gorro proporciona un mecanismo automatizado de posicionamiento de los sensores, una forma flexible y adaptable de los electrodos y un paquete de «software» para la clasificación automática y la eliminación de los artefactos cerebrales que podrían afectar al registro de la EEG. «Estas novedosas tecnologías fueron validadas en poblaciones clínicas (pacientes neurológicos) y no clínicas (atletas) con el fin de diseñar un sistema optimizado para una amplia variedad de aplicaciones de la EEG», afirma la profesora Comani.

Húmedo frente a seco

Este innovador gorro cuenta con un sistema de electrodos secos. Los electrodos están diseñados de manera que se evitan todos los inconvenientes de aplicar pasta conductora para reducir la impedancia entre el cuero cabelludo y el sensor.

El sistema «húmedo» presenta otras desventajas. Por ejemplo, el paciente puede desarrollar alergias al gel y es posible que se produzcan fugas de pasta que generen puentes de entrecruzamiento entre los electrodos. El secado de la pasta también induce a errores debido a la disminución de la calidad de la señal.

Otra importante ventaja se asocia al menor tiempo necesario para ajustar el gorro en seco, lo cual resulta muy importante en momentos en los que sea fundamental una acción rápida. De esta forma, afecciones desafiantes como la epilepsia pueden abordarse lo suficientemente rápido como para reconstruir los focos para una cirugía precisa.

Una impresionante variedad de características nuevas

El sistema de gorro de EEG se puede usar de manera inmediata y está diseñado para combinar la comodidad del usuario con el rendimiento más avanzado para la investigación cerebral. Los electrodos de varios conectores son ligeros y mecánicamente flexibles, y cuentan con un revestimiento conductor nanoestructurado para garantizar la estabilidad y fiabilidad de las lecturas. Por otra parte, las diferentes formas de los conectores facilitan el ajuste a distintas áreas del cuero cabelludo para aumentar la calidad de la señal y ofrecer la máxima comodidad al paciente.

Su concepto modular permite aplicar entre ocho y sesenta y cuatro electrodos. Los componentes electrónicos de preamplificación activa mejoran la calidad de la señal con unos niveles más elevados de impedancia entre el electrodo y la piel. La impedancia eléctrica de los materiales biológicos refleja el estado clínico del tejido que se está estudiando.

Junto con algoritmos de rechazo automático de artefactos y el paquete de herramientas optimizadas de «software», el sistema detecta y rechaza los componentes artefactuales de los conjuntos de datos de la EEG que se hayan registrado con distintos tipos de disposiciones de los electrodos y el gorro.

Una transferencia de conocimientos de suma importancia a todos los niveles

En el marco del proyecto ANDREA se realizaron con éxito cuarenta y cuatro traslados temporales de personal perteneciente a un sector distinto durante un total de noventa y nueve meses cada persona. «Este programa también contribuyó al intercambio cultural y de conocimientos entre los socios», subraya la profesora Comani.

Como consecuencia, todos los socios han visto aumentada de manera significativa su capacidad de investigación, su visibilidad internacional y su competitividad. De hecho, esto ha impulsado, y seguirá impulsando, la realización de diversas publicaciones científicas interdisciplinarias que hasta el momento han obtenido una buena acogida.

Investigación de cara al futuro

Algunos investigadores participantes en ANDREA ya han presentado nuevas propuestas de proyectos para el desarrollo de electrodos secos destinados a monitorizar el funcionamiento del cerebro de bebés para impedir el desarrollo de alteraciones neurológicas, cognitivas y motoras en etapas posteriores de su vida. Esto representa nuevos retos relacionados con la sensibilidad cutánea de estos sujetos tan jóvenes.

Otra dirección está representada por los estudios de interacción y coordinación social, si bien estos deberán incorporar el movimiento de todo el cuerpo para resultar útiles. Por consiguiente, el sistema de EEG en seco debe ser robusto y mantener un contacto estable entre la piel y el electrodo para poder monitorizar de forma fiable las señales cerebrales.

En total, se celebraron ochenta y dos actividades de difusión dirigidas tanto a especialistas como al público general. Algunas de estas actividades fueron conferencias científicas nacionales e internacionales, ferias internacionales, actos organizados por sociedades científicas y jornadas abiertas en universidades.

La profesora Comani resume el rotundo éxito del proyecto ANDREA. «Basándonos en los sólidos avances tecnológicos del sistema de EEG con electrodo seco unidos a las actividades de difusión y colaboración, esperamos que la red ANDREA se convierta en una red de investigación permanente de la UE para promover la tecnología sanitaria en Europa».

Palabras clave

ANDREA, electrodo seco, EEG, gorro, cerebro
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